“我们已经将光转化为固体。 “太棒了。”的话 迪米特里斯·特里波乔格斯 它们是一个非凡实验的综合体 刚刚发布在 自然。光的超固体。一种不符合所有已知类别的量子材料,同时表现为固体晶体和粘性流体。直到昨天,我们还只能利用超冷原子来想象这种奇异的物质状态。
今天,感谢来自 Consiglio Nazionale delle Ricerche 意大利语,光本身已经转变为这种矛盾的状态,为新的篇章打开了大门。 基础物理学 甚至可能是我们还无法想象的技术。
当不可能变成实验
这并不是光第一次给我们带来惊奇。 从2009,当 丹尼尔桑维托同样是 CNR 研究员的他证明了光可以表现得像流体,我们知道这种看似简单的元素隐藏着非凡的特性。但下一步——将光变成超固体——似乎是一个几乎不可能完成的任务。
然而,意大利的研究人员通过结合激光和砷化铝镓半导体的复杂实验装置做到了这一点。他们不只是操纵光线, 他们基本上把它变成了某种无法被任何传统分类的东西。 我想知道,这束我们每天都习以为常的光子还会给我们带来多少惊喜。
我们确实正处于新事物的开始。
什么是超固体?为什么我们应该对此感到兴奋?
超固体到底是什么? 想象一下,一块冰块在完美地保持其立方体形状的同时,也可以毫不费力地通过筛子,就像水一样。这似乎很荒谬,但这确实是在这些奇异的物质状态下发生的事情: 刚性的晶体结构与无摩擦的流动共存于同一材料中。
到目前为止,物理学家只能通过将原子冷却到非常接近绝对零度(-273,15摄氏度)的温度来制造超固体,其中量子效应占主导地位。重大新闻是 我们现在可以通过在更高温度下操纵光来获得它们,得益于与特殊结构的半导体材料的相互作用。这意味着能够在更容易获得的条件下研究这些量子现象。
意大利驯服光线的方法
这个实验一点也不简单。研究人员必须在半导体上设计出微米级精度的“脊”,形成一种图案,以限制光与物质相互作用产生的混合粒子(即所谓的“极化激元“)。这种限制迫使极化子排列成晶体结构,同时保持量子系统典型的流动性。
圣维托 强调了他们必须克服多少挑战才能证明他们确实创造了光超固体。没有先例,也没有实验协议可以遵循。他们必须同时测量几种特性,才能证明他们的材料 真正是固体又流体,且无粘性。
未来可期
第二 阿尔贝托·布拉马蒂 的 索邦大学,这个实验只是第一步。要完全了解这种光超固体的特性,还需要进行无数的测量,但其可能性是令人兴奋的。
特里波乔格斯 这表明这些光子超固体比原子超固体更容易操纵,为研究以前无法接近的奇异物质状态开辟了新途径。也许有一天,这项看似抽象的研究将带来革命性的技术,就像当今为计算机、激光器和医疗设备提供动力的其他量子现象一样。
我们确实才刚刚开始物理学的一个新篇章。而且,正如通常发生的那样,一切都从一缕光开始。